ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Методические погрешности при измерении температур газа, обусловленные влиянием теплообмена излучением из "Теплотехнические измерения и приборы " При измерении температур газа контактными методами необходимо иметь в виду, что методические погрешности, обусловленные влиянием теплообмена излучением между термоприемником и окружающими его телами или стенкой трубы, при неблагоприятных условиях могут значительно превышать допускаемые погрешности применяемых средств измерения. При рассмотрении влияния излучения на точность измерения температуры газа будем полагать, что газ прозрачен и не поглощает лучистой энергии. [c.234] Если допустить, что теплоотвод по термоприемнику 1, установленному в трубопроводе или газоходе (рис. 6-2-1), отсутствует, то при установившемся тепловом режиме количество тепла, получаемого от газа поверхностью погруженной части термоприемника посредством конвективного теплообмена, равно количеству тепла, отдаваемого поверхностью термоприемника путем теплообмена излучением с поверхностью стенки трубы. [c.234] Из этой формулы следует, что методическая погрешность измерения пропорциональна коэффициенту излучения С поверхности термоприемника, и для ее уменьшения выгодно применять термоприемники с гладкой или лучше с блестящей поверхностью, так как коэффициент черноты а следовательно, и излучения С для гладких поверхностей меньше, чем для шероховатых. Кроме того, очевидно, что погрешность измерения будет тем меньше, чем больше скорость потока газа, так как коэффициент теплоотдачи увеличивается с возрастанием скорости. Следует также иметь в виду, что методическая погрешность измерения температуры газовой среды будет тем меньше, чем меньше диамеэ р применяемого термоприемника. [c.235] Погрешность измерения, обусловленную лучистым теплообменом, можно также значительно уменьшить посредством экранирующих устройств. [c.236] Остальные обозначения соответствуют принятым выше. Множитель 2 в знаменателе появляется вследствие того, что газ омывает стенки экрана с двух сторон. При составлении баланса тепла для экрана не учитывалось тепло, которое он получает от термоприемника вследствие теплообмена излучением. [c.236] Выводы, сделанные при рассмотрении уравнения (6-2-4) относительно влияния на погрешность измерения коэффициеш ов и температуры стенки трубы, сохраняют свою силу и в случае применения экранирующих устройств. Подробные сведения о расчете экранирующих устройств приводятся в ряде работ, например [27]. [c.236] Покажем на примерах, с какими значениями методической погрешности, обусловленной влиянием теплообмена излучением, приходится встречаться при измерении температуры горячего газового потока в промышленных условиях. [c.237] Пример 1. Воздух, имеющий температуру = 350°С, протекает в коробе, покрытом тепловой изоляцией. Температура воздуха измеряется поперечно обтекаемым термометром сопротивления (ТСП-П1) в защитном чехле диаметром й — 0,021 м. Защитный чехол изготовлен из стали марки 20. Коэффициент излучения поверхности защитного чехла С= 4,66 Вт/(м -К ). [c.237] Произведем подсчет возможных методических погрешностей измерения, обусловленных влиянием теплообмена излучением, для скоростей воздуха V =4 и 10 м/с. Коэффициент кинематической вязкости воздуха V = 57,33 10 м /с. Коэффициент теплопроводности воздуха = 4,64 10 Вт/(м К). Число Прандт-ля Рг = 0,72. [c.237] Пример 2. Водяной пар, имеющий температуру = 570°С и давление р = 140 кгс/см (14 МПа), протекает в теплоизолированном паропроводе — = 233 мм. Температура пара измеряется поперечно обтекаемым термоэлектрическим термометром (ТХА-284) в защитном чехле из стали марки 1Х18Н9Т, средний диаметр которого равен с1 = 0,018 м. Коэффициент излучения поверхности защитного чехла С = 4,54 Вт/(м К ). Как показывает подсчет температура внутренней стенки паропровода = 568°С (Тц. с = 841 1 . [c.238] Скорость потока пара и = 30 м/с. Коэффициент кинематической вязкости водяного пара V = 0,853 Юг м /с. Коэффициент теплопроводности водяного пара = 90,4 10 Вт/(м К). Число Прандтля для водяного пара Рг = 0,945. [c.238] Из рассмотренных примеров следует, что методические погрешности измерения, обусловленные влиянием теплообмена излучением, могут быть сведены к минимуму, если наряду с общей тепловой изоляцией короба или трубопровода имеется также изоляция на участке, где закреплен в бобышке поперечно обтекаемый термоприемник, если скорость газового потока велика (ш 10 м/с), если применен термоприемник с защитной трубкой возможно меньшего диаметра. Эффективной мерой снижения рассматриваемой погрешности является также применение экранирующего устройства. [c.238] Вернуться к основной статье